本文主要是介绍Java学习苦旅（二十六）——反射，枚举和lamda表达式，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
本篇博客将讲解反射，枚举和lamda表达式。
文章目录
- 反射
- 定义
- 用途
- 反射基本信息
- 反射相关的类
- Class类
- Class类中相关的方法
- 反射示例
- 反射的优缺点
- 优点
- 缺点
- 枚举
- 背景及定义
- 常用方法
- 枚举优缺点
- 优点
- 缺点
- Lambda表达式
- 背景
- 语法
- 函数式接口
- 定义
- 基本使用
- 变量捕获
- Lambda在集合中的使用
- Collection接口
- List接口
- Map接口
- Lambda表达式的优缺点
- 优点
- 缺点
- 结尾
反射
定义
Java的反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性，既然能拿到那么，我们就可以修改部分类型信息；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射机制。
用途
1、在日常的第三方应用开发过程中，经常会遇到某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统应用开放，这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法 。
2、反射最重要的用途就是开发各种通用框架，比如在spring中，我们将所有的类Bean交给spring容器管理，无论是XML配置Bean还是注解配置，当我们从容器中获取Bean来依赖注入时，容器会读取配置，而配置中给的就是类的信息，spring根据这些信息，需要创建那些Bean，spring就动态的创建这些类。
反射基本信息
Java程序中许多对象在运行时会出现两种类型：运行时类型(RTTI)和编译时类型，例如Person p = new Student()；这句代码中p在编译时类型为Person，运行时类型为Student。程序需要在运行时发现对象和类的真实信息。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。
反射相关的类
| 类名 | 用途 |
|---|---|
| Class类 | 代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口 |
| Field类 | 代表类的成员变量/类的属性 |
| Method类 | 代表类的方法 |
| Constructor类 | 代表类的构造方法 |
Class类
Class类代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口。
Java文件被编译后，生成了.class文件，JVM此时就要去解读.class文件 ,被编译后的Java文件.class也被JVM解析为一个对象，这个对象就是 java.lang.Class 。这样当程序在运行时，每个java文件就最终变成了Class类对象的一个实例。我们通过Java的反射机制应用到这个实例，就可以去获得甚至去添加改变这个类的属性和动作，使得这个类成为一个动态的类 .
Class类中相关的方法
常用获得类相关的方法
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getClassLoader() | 获得类的加载器 |
| getDeclaredClassed() | 返回一个数组，数组中包含该类中所有类和接口的对象（包括私有的） |
| forName(String className) | 根据类名返回类的对象 |
| newInstance() | 创建类的实例 |
| getName() | 获得类的完整路径名字 |
常用获得类中属性相关的方法
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getField(String name) | 获得某个公有的属性对象 |
| getFields() | 获得所有公有的属性对象 |
| getDeclaredField(String name) | 获得某个属性对象 |
| getDeclaredFields() | 获得所有属性对象 |
获得类中注解相关的方法
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getAnnotation(Class annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的公有注解对象 |
| getAnnotations() | 返回该类所有的公有注解对象 |
| getDeclaredAnnotation(Class annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的所有注解对象 |
| getDeclaredAnnotations() | 返回该类所有的注解对象 |
获得类中构造器的方法
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getConstructor(Class…<?> parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法 |
| getConstructors() | 获得该类的所有公有构造方法 |
| getDeclaredConstructor(Class…<?> parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的构造方法 |
| getDeclaredConstructors() | 获得该类所有构造方法 |
获得类中方法相关的方法
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getMethod(String name, Class…<?> parameterTypes) | 获得该类某个公有的方法 |
| getMethods() | 获得该类所有公有的方法 |
| getDeclaredMethod(String name, Class…<?> parameterTypes) | 获得该类某个方法 |
| getDeclaredMethods() | 获得该类所有方法 |
反射示例
在反射之前，我们需要做的第一步就是先拿到当前需要反射的类的Class对象，然后通过Class对象的核心方法，达到反射的目的，即：在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性，既然能拿到那么，我们就可以修改部分类型信息。
第一种，使用 Class.forName(“类的全路径名”); 静态方法。
前提：已明确类的全路径名。
第二种，使用 .class 方法。
说明：仅适合在编译前就已经明确要操作的 Class
第三种，使用类对象的 getClass() 方法
示例代码
package reflectdemo1;import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;/*** Created by rampant boy* Description:* DATE: 2022-03-17* TIME: 17:25*/
public class ReflectClassDemo {public static void main(String[] args) {reflectNewInstance();reflectPrivateConstructor();reflectPrivateField();reflectPrivateMethod();}/*** 通过Class类的newInstance方法获取学生实例*/public static void reflectNewInstance() {try {Class<?> c1 = Class.forName("reflectdemo1.Student");Student student = (Student) c1.newInstance();System.out.println(student);} catch (InstantiationException e) {e.printStackTrace();} catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}}public static void reflectPrivateConstructor() {try {Class<?> c1 = Class.forName("reflectdemo1.Student");Constructor<?> constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);constructor.setAccessible(true);Student student = (Student) constructor.newInstance("abc",18);System.out.println(student);} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (NoSuchMethodException e) {e.printStackTrace();} catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();} catch (InstantiationException e) {e.printStackTrace();} catch (InvocationTargetException e) {e.printStackTrace();}}/*** 反射属性，获取私有或者公开*/public static void reflectPrivateField() {try {Class<?> c1 = Class.forName("reflectdemo1.Student");Student student = (Student)c1.newInstance();Field field = c1.getDeclaredField("name");field.setAccessible(true);;field.set(student,"zhangsan");System.out.println(student);} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();} catch (InstantiationException e) {e.printStackTrace();} catch (NoSuchFieldException e) {e.printStackTrace();}}public static void reflectPrivateMethod() {try {Class<?> c1 = Class.forName("reflectdemo1.Student");Student student = (Student)c1.newInstance();Method method = c1.getDeclaredMethod("function", String.class);method.setAccessible(true);method.invoke(student,"私有方法参数");} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();} catch (InstantiationException e) {e.printStackTrace();} catch (NoSuchMethodException e) {e.printStackTrace();} catch (InvocationTargetException e) {e.printStackTrace();}}
}
反射的优缺点
优点
-
对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法。
-
增加程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力
-
反射已经运用在了很多流行框架如：Struts、Hibernate、Spring 等等。
缺点
-
使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低。
-
反射技术绕过了源代码的技术，因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂 。
枚举
背景及定义
枚举是在JDK1.5以后引入的。主要用途是：将一组常量组织起来，在这之前表示一组常量通常使用定义常量的方式：
public static int final RED = 1;
public static int final GREEN = 2;
public static int final BLACK = 3;
但是常量举例有不好的地方，例如：可能碰巧有个数字1，但是他有可能误会为是RED，现在我们可以直接用枚举来进行组织，这样一来，就拥有了类型，枚举类型。而不是普通的整形1.
public enum TestEnum {RED,BLACK,GREEN;
}
优点：将常量组织起来统一进行管理
场景：错误状态码，消息类型，颜色的划分，状态机等等…
本质：是java.lang.Enum的子类，也就是说，自己写的枚举类，就算没有显示的继承Enum，但是其默认继承了这个类。
常用方法
Enum类常用方法
| 方法名称 | 描述 |
|---|---|
| values() | 以数组形式返回枚举类型的所有成员 |
| ordinal() | 获取枚举成员的索引位置 |
| valueOf() | 将普通字符串转换为枚举实例 |
| compareTo() | 比较两个枚举成员在定义时的顺序 |
示例代码
public enum TestEnum {RED("red",1),BLACK("black",3),GREEN("green",8),WHITE("white",2);public String color;public int ordinal;TestEnum(String color, int ordinal) {this.color = color;this.ordinal = ordinal;}public static void main(String[] args) {TestEnum[] testEnum = TestEnum.values();for (int i = 0; i < testEnum.length; i++) {System.out.println(testEnum[i] + "->" + testEnum[i].ordinal());}TestEnum testEnum1 = TestEnum.valueOf("RED");System.out.println(testEnum1);System.out.println(RED.compareTo(GREEN));System.out.println(BLACK.compareTo(RED));}
}
执行结果为：
注意：枚举的构造方法默认是私有的
枚举优缺点
优点
-
枚举常量更简单安全 。
-
枚举具有内置方法 ，代码更优雅。
-
枚举可以避免反射和序列化问题。
缺点
- 不可继承，无法扩展
Lambda表达式
背景
Lambda表达式是Java SE 8中一个重要的新特性。lambda表达式允许你通过表达式来代替功能接口。 lambda表达式就和方法一样,它提供了一个正常的参数列表和一个使用这些参数的主体(body,可以是一个表达式或一个代码块)。 Lambda表达式（Lambda expression）可以看作是一个匿名函数，基于数学中的λ演算得名，也可称为闭包（Closure）。
语法
基本语法: (parameters) -> expression 或 (parameters) ->{ statements; }
Lambda表达式由三部分组成：
-
paramaters：类似方法中的形参列表，这里的参数是函数式接口里的参数。这里的参数类型可以明确的声明也可不声明而由JVM隐含的推断。另外当只有一个推断类型时可以省略掉圆括号。
-
->：可理解为“被用于”的意思。
-
方法体：可以是表达式也可以代码块，是函数式接口里方法的实现。代码块可返回一个值或者什么都不返回，这里的代码块块等同于方法的方法体。如果是表达式，也可以返回一个值或者什么都不反回。
示例代码
//不需要参数,返回值为 2
() -> 2//接收一个参数(数字类型),返回其2倍的值
x -> 2 * x//接受2个参数(数字),并返回他们的和
(x, y) -> x + y//接收2个int型整数,返回他们的乘积
(int x, int y) -> x * y//接受一个 string 对象,并在控制台打印,不返回任何值(看起来像是返回void)
(String s) -> System.out.print(s)
函数式接口
定义
函数式接口定义：一个接口有且只有一个抽象方法 。
注意：
-
如果一个接口只有一个抽象方法，那么该接口就是一个函数式接口。
-
如果我们在某个接口上声明了 @FunctionalInterface 注解，那么编译器就会按照函数式接口的定义来要求该接口，这样如果有两个抽象方法，程序编译就会报错的。所以，从某种意义上来说，只要你保证你的接口中只有一个抽象方法，你可以不加这个注解。加上就会自动进行检测的。
例如：
@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn { //注意：只能有一个方法 void test();
}
基本使用
示例代码
@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {void test();
}@FunctionalInterface
interface OneParameterNoReturn {void test(int a);
}@FunctionalInterface
interface MoreParameterNoReturn {void test(int a, int b);
}@FunctionalInterface
interface NoParameterReturn {int test();
}@FunctionalInterface
interface OneParameterReturn {int test(int a);
}@FunctionalInterface
interface MoreParameterReturn {int test(int a, int b);
}public class TestDemo {public static void main(String[] args) {NoParameterNoReturn parameterNoReturn = new NoParameterNoReturn() {@Overridepublic void test() {System.out.println("重写方法");}};parameterNoReturn.test();NoParameterNoReturn parameterNoReturn1 = () -> System.out.println("重写方法1");parameterNoReturn1.test();OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = (a) -> {System.out.println(a);};oneParameterNoReturn.test(10);OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn1 = (a) -> System.out.println(a);oneParameterNoReturn.test(10);MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = (a,b) -> {System.out.println(a+b);};moreParameterNoReturn.test(10,20);System.out.println("============================");NoParameterReturn noParameterReturn = () -> {return 10;};System.out.println(noParameterReturn.test());NoParameterReturn noParameterReturn1 = () -> 10;System.out.println(noParameterReturn1.test());OneParameterReturn oneParameterReturn = (a) -> a;System.out.println(oneParameterReturn.test(10));MoreParameterReturn moreParameterReturn = (a,b) -> a+b;System.out.println(moreParameterReturn.test(10,20));}
}
执行结果为：
变量捕获
Lambda 表达式中存在变量捕获 ，了解了变量捕获之后，我们才能更好的理解Lambda 表达式的作用域 。Java当中的匿名类中，会存在变量捕获。
示例代码
class Test {public void func() {System.out.println("func()");}
}public class TestDemo2 {public static void main(String[] args) {int a = 100;new Test() {@Overridepublic void func() {System.out.println("重写方法");System.out.println("捕获变量" + a);}}.func();}
}
执行结果为
在上述代码当中的变量a就是捕获的变量。这个变量要么是被final修饰，如果不是被final修饰的那么在使用之前，是没有被修改，否则就会报错。
Lambda在集合中的使用
为了能够让Lambda和Java的集合类集更好的一起使用，集合当中也新增了部分接口，以便与Lambda表达式对接。
| 对应的接口 | 新增的方法 |
|---|---|
| Collection | removeIf() spliterator() stream parallelStream foreach() |
| List | replaceAll() sort() |
| Map | getOrDefault() foreach() replaceAll() putIfAbsent remove() replace() computeIfAbsent() computeIfPresent() compute() merge() |
Collection接口
示例代码
public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("Hello");list.add("word");list.add("hello");list.add("lambda");list.forEach((String s) -> System.out.print(s + " "));
}
执行结果为：
List接口
示例代码
public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("Hello");list.add("word");list.add("hello");list.add("lambda");list.sort((str1,str2) -> str1.length()-str2.length());System.out.println(list);
}
Map接口
示例代码
public static void main(String[] args) {HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();map.put(1,"hello");map.put(2,"bit");map.put(3,"hello");map.put(4,"lambda");map.forEach((k,v) -> System.out.println(k+" "+v));
}
执行结果为
Lambda表达式的优缺点
优点
-
代码简洁，开发迅速
-
方便函数式编程
-
非常容易进行并行计算
-
Java 引入 Lambda，改善了集合操作
缺点
-
代码可读性变差
-
在非并行计算中，很多计算未必有传统的 for 性能要高
-
不容易进行调试
结尾
本篇博客到此结束。
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